从一节课看数形结合思想在概念教学中的应用
从一节课看数形结合思想在概念教学中的应用
所谓数学思想,是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人的意识中,经过思维活动而产生的结果。是对教学事实与理论经过概括后产生的本质认识;基本数学思想则是体现或应该体现于基础教学中的具有奠基性、总结性和最广泛的数学思想,他们含有传统数学思想的精华和现代数学思想的基本特征,并且是历史地发展着的。
数形结合是一种数学思想方法,包含“以形助教”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可分为两种情形:或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段数为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;或者是借助于数的精确性和规范性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质。“数无形,少直观,形无数,难入微”,利用“数形结合”可使所要研究的问题化难为易、化繁为简。
如在人教版九年级下册《二次函数所描述的关系》一课中,关于概念教学采用数形结合的方式,给出以下问题探索情境。
1、根据图形写出阴影面积y 与边长x 之间的函数关系式;
2、观察每个函数关系式的特点,找出它们之间的共同特征是什么?
3、具有这样特征的函数就叫二次函数,你能总结出二次函数的一般形式吗?
在此环节教学中,教师给出的四个图形,直观地得出四个关系式y =x 2,y =x 2-9,y =x 2-3x ,y =x 2-6x +9。分别对应函数的四个表现形式,以自学的方式给学生时间探索,自学的过程就是一个探索的过程。通过四种“以形助数”的刺激模式,发现并把它们的共同特征和本质属性抽取出来,与其他非本质属性区别开来,这是一个抽象过程,之后再把各式中具体形象的数用字母代替,扩展到其他类似的y =ax 2+bx+c(a≠0) 的式子,这又是一个概括的过程,起到了培养抽象概括能力的作用。同时也展示给学生即将学习的二次函数的四种基本范式。以上概念引入的过程体现了皮亚杰的认识论中关于同化的过程。
为了深入理解概念,需要对概念内涵加以界定,教师出示如下练习:
下列式子中,哪些是二次函数?
至此,学生对概念的内涵与外延有了较完整的认识,概念的学习告一段落。在接下来的应用环节,知识本身具有抽象性,我看教者针对教材原题采取怎样的方式对例题进行处理,化解难关。
例:某果园有100棵橙子树,每一棵平均结600个橙子,现准备多种一些橙子树以提高产量,但如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就